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Makro-Aufnahmen mit beliebiger Schärfentiefe

S-Bahn

Themenersteller
Durch Zufall bin ich auf diesen Beitrag gestoßen und wollte Euch diesen nicht vorenthalten.

Viel Spaß beim Nachbau ...
:)
 
Ich mag solche pfiffigen Lösungen sehr, aber mit software geht das viel unaufwendiger.

Die Stacking-Software wird ja nicht abgelöst, die wird hier ja ebenfalls benötigt. Hier geht es darum, die Schärfeebene für die einzelnen Aufnahmen automatisch zu setzen.
 
Das ist die Lösung eines Programmierers mit ausgeprägtem technischen Verständnis und Spieltrieb :D

Er wollte nur kein Geld für bereits am Markt vorhandene Tethering-Software ausgeben.
Das Stativ verschiebt die AF-Ebene samt Kamera. Eine andere Herangehensweise, bei gleichem Ergebnis.

Gruß, Andreas
 
Die vorgestellte Lösung ist schon richtig. Es geht ja darum, bei großen Abbildungsmaßstäben und sehr geringer Schärfentiefe viele Bilder mit möglichst gleicher "Schrittweite" zu machen.
Wenn man das von Hand einstellt, kommt man irgendwann an die Grenzen dessen, was gleichmäßig wiederholbar ist. Das ist dann ein Fall für den Schrittmotor.
Die so gemachten Bilder werden dann an die Stacking-Software übergeben und zu einem Gesamtbild zusammengerechnet.
Im Prinzip ist das eine primitive Version des Stackshot von cognisys.

In jedem Falle interessant, aber das könnte ich so nicht nachbauen.

Ich habe mir aus einem Arduino UnoR3, einem Motorshield und minimaler externer Beschaltung ein eigenes Steuergerät gebastelt. Sogar mit Display und Fernbedienung. Inzwischen sind die Kosten für praktisch fertige Bauteile überschaubar gering geworden.
Ein RaspberryPI ist eigentlich für diesen Bastel-Zweck sogar schon "übermotorisiert" und damit auch zu teuer (ca. 45€, plus Motorshield, externe Beschaltung und Gehäuse).
Ein Arduino ist schon für 25,-€ zu haben.Wenn man die restlichen Teile günstig zusammenkauft und ein bisschen (Liefer-)Zeit hat (ebay, China) reichen rund 50€ Material für eine ziemlich gute Komplettlösung.
Aber das betrifft nur die Steuerelektronik.
Was man immer braucht, ist die entsprechende "Hardware", die man antreibt. Ich verwende einen Proxxon KT70 Koordinatentisch. Kostet rund 75€ und liefert gute Ergebnisse. Es wird allerdings bei mir das Objekt und nicht die Kamera bewegt.

Falls Interesse besteht, kann ich ja mal Bilder meiner Bastellösung vorstellen.
 
[...]


Falls Interesse besteht, kann ich ja mal Bilder meiner Bastellösung vorstellen.

klingt interessant (y) ...

eine Bitte... bin zwar nicht ganz 'unbeleckt' von Elektronik,
es wäre aber schön, wenn eine Vorstellung im Rahmen eines
Konzeptes in Gänze gezeigt, erklärt und vor allem die nötige
Software erläutert würde...

finde die Idee der Automatiserung nämlich grundsätzlich gut (y) ...
 
Dann fange ich mal mit den Bildern an. Im Hinblick auf das gewünschte Gesamtkonzept allerdings "rückwärts", also dem Gedanken folgend: Was will ich überhaupt motorisieren und wie mache ich den Motor ran?
Anfangs habe ich auch erst nach dem richtigen Gerät gesucht, das nicht wackelt und überhaupt für Makroaufnahmen geeignet ist. Fündig geworden bin ich in einem amerikanischen Forum zur Makrofotografie.
Hier http://www.photomacrography.net/forum/viewtopic.php?t=15711 wird von John Hallmen alias Morfa beschrieben, wie ein preisgünstiger und stabiler Studioaufbau aussehen kann.
Das habe ich dann einfach übernommen.
Dann stellte ich fest, dass sich der Koordinatentisch (Typ Proxxon KT 70, Amazon rund 75€) von Hand zwar einstellen lässt, die Schritte aber unterschiedlich werden, wenn der Maßstab zu groß ist. Auf dem Aluminiumstellrad haben meine Finger wenig Grip.
Bei 50 und mehr Schritten kommt der Wunsch nach Motorisierung auf.
Deshalb der nächste Schritt: wie setze ich den Schrittmotor an und was für ein Motor soll es sein?
Nachdem sich das Stellrad des Koordinatentisches nicht abschrauben ließ (war zu bombenfest, da wollte ich dann auch nichts kaputt machen), habe ich auf das Stellrad (schön zentrisch, damit nichts eiert) eine flexible CNC-Kupplung aus Aluminium geklebt (ebay, Stichwort CNC Coupling, China um 3€). Zweikomponentenkleber. Hält bombenfest.
Dann der Motor. Ein Stepper ist klar. Die Zahl der Kabel (4-Wire,5-Wire, 6-Wire) ist egal. Wichtig ist, dass er 200 Schritte pro Umdrehung, also 1,8 Grad je Schritt, dreht. Und der Wellendurchmesser (bei mir 5mm) muss natürlich zur Bohrung der CNC-Kupplung passen.
Worauf man noch achten sollte, ist, dass er nicht zu viel Ampere zieht. Die Motorsteuerung wird auch im Ruhezustand belastet. Mehr als 0,8 bis 1A sollte es nicht sein. Sonst muss man später beim Motorshield Leistungstuning betreiben. Das werde ich zwar auch beschreiben und stelle mal in den Raum, dass ich mit einem nominell für 0,6A vorgesehenen Motorshield einen Stepper mit 1,5A betrieben habe. Es geht also schon, muss aber nicht sein (Lebensdauer?).
Um den Motor jetzt am Koordinatentisch zu befestigen, habe ich zwei Bleche aus dem Baumarkt (Holzbinder) genommen. Siehe Bild.
Damit ist die Beschreibung des Aufbaus ohne Steuerung mal abgeschlossen.
Soweit Fragen dazu?

@Horstl: Ein Mikroskop treibe ich auch mit meiner Steuerung an, das würde jetzt aber den Rahmen sprengen,das auch noch zu beschreiben.Deshalb bleibe ich mal erst bei dem Koordinatentisch und möchte nicht hin- und herspringen. Das Thema können wir vielleicht später diskutieren.
 

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So, jetzt gehe ich zur Steuerelektronik über.
Meine Vorgabe: Sie sollte möglichst einfach sein. Und mit einer Fernbedienung ansteuerbar. Die Bauteile sollten leicht zu beschaffen und weitgehend vormontiert sein. Ganz ohne Lötkolben geht es zwar nicht, ich wollte aber weder Platinen ätzen noch viele kleine Bauteile zusammenlöten.
Bei Fehlern oder Defekten habe ich keine Diagnosemöglichkeit, müsste also „auf Verdacht“ austauschen. Deshalb muss es simpel sein und Standardbauteile enthalten. Wenn dann was verreckt ist es wurscht. Billig getauscht und fertig.
Ich hoffe, dass die Elektroniker unter Euch nicht einen Anfall bekommen....

Die Bauteile im Einzelnen:
  • Arduino R3 (ebay, Stichwort Tosduino, ca. 12€)
  • Motorshield Typ Adafruit (ebay, Stichwort Motor Drive Shield Expansion Board L293D, unter 5€)
  • Display mit 16 Zeichen, 2 Zeilen, aber I2C-Anschluss mit nur 4 Pins (ebay, Stichwort I2C 1602 Serial LCD, ca. 7€)
    [*]Infrarotempfänger TSOP 31238
    [*]Optokoppler 4N25 mit IC-Sockel
    [*]LED 5mm mit Montagering
    [*]3,5mm Klinkenbuchse stereo (am besten mit Mutter zum Schrauben in Gehäuse)
    [*]3,5mm Kabel Stecker-Stecker
    [*]Adapter 3,5mm auf 2,5mm (für Auslösekabel Canon EOS 1000)
    [*]Netzteil für Usb und Kabel dazu
    [*]evtl. Batteriehalter
    [*]Gehäuse
    [*]Anschlusskabel zum Steppermotor, Buchsen dazu (ich nehme Mini-DIN-Kabel, weil es die fertig gibt, dann auch 2 Mini-Din-Buchsen)
    [*]Stiftleiste 40polig Rastermaß 2,54​

Für die Kleinteile habe ich mal eine Liste angelegt, damit Ihr seht, was ich mir vorstelle:
https://secure.reichelt.de/index.html?;ACTION=20;LA=5010;AWKID=700764;PROVID=2084
Die Liste mit Versand bei Reichelt ca. 22€.

Damit hätten wir rund 46€ Material.

Der Zusammenbau folgt in Kürze.
 
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Nächster Schritt Zusammenbau
Es gibt bei Reichelt Gehäuse (Eurobox), die verwende ich. In den Gehäusehälften sind schon Befestigungen für Leiterplatten. Die passen für den Arduino Uno. Es werden nur 5 kleine Schrauben benötigt. Das Seitenteil wird für den USB-Anschluss und die Stromversorgung ausgeschnitten. Bild 1a.

Der Motorshield ist zwar voll bestückt, die analogen Eingänge A0bis A5 haben aber keine Pinleisten. Bild 1b.
Deshalb hier Pinleisten anlöten und Motorshield auf den Arduino aufstecken.Bild 1c.
Die Motorkabel kommen an die Ausgänge M3 und M4 des Motorshields.
Ich verwende eine Mini-DIN-Buchse, für die ich auf der anderen Seite das Gehäuse-Seitenteil ausschneide.
Dann die Verkabelung des Optokopplers, des Infrarotempfängers und der LED.
Dazu habe ich eine Übersicht Anschlüsse als pdf gemacht. Das sagt mehr als viele Worte. Strich = Kabel.
Fertig verkabelt sieht es dann so aus: Bild 1d.
 

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Die letzten Bilder.
Am ganzen Gerät keine Taste. Alles über Fernbedienung zu steuern.
Der Bildername zeigt, was gerade passiert.
Vom Ablauf her: Start mit Schrittweite 1, Schrittweite auf 10 stellen. Mal einen Schritt rechts, dann ein Schritt links, dann Auslösung. Damit sieht man die Grundanzeigen am Display.
Dann beginnt der Testlauf, immer ein Schritt weiter, bis gestoppt wird. Im Liveview kann ich das dann beobachten, wie weit der Makroschlitten laufen soll. Dann stoppen, es läuft automatisch wieder zurück (Turnback), dann auf Knopfdruck Start der Aufnahmen mit Countdown, dann wieder Rücklauf auf Startposition und beendet.

Soweit die Funktion des Teils.

Die Bilder sind alle nur mit Iphone geschossen und mäßig.
Man sieht aber, was man sehen soll.
Beim ganzen Zerlegen und wieder zusammenbauen hab ich leider zwei Kabel vertauscht (+ und - am Display). Man sollte vorsorglich ordentliche Farben verwenden, rot für plus, schwarz für Minus.
Es hat jedenfalls ordentlich gestunken. Der Uno ist zwar noch nicht ganz Schrott, aber beschädigt. Pech gehabt.
Für die Fotos hat die Funktion gereicht, aber wenn der Schrittmotor beginnt, Spannung zu ziehen, wird das Display blass und geht teilweise aus. Steuern tut er aber noch. Sieht trotzdem nach Totalschaden aus. Zum Glück nur 12€ dank China.
Aber das sehe ich eher sportlich.
Wer sich über das zweifarbige Gehäuse wundert: eigentlich hatte ich ein gelbes und ein schwarzes Gehäuse, aber zweifarbig gefällt es mir besser. Deshalb habe ich die Hälften getauscht.

Nun aber die Frage: weitererzählen?
Bisher gabs ja kein Echo.
 

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Dann mal der nächste Schritt: die Programmierung.

Einer der Gründe für die Wahl eines Arduinos war es, dass es eine große Community (meist englisch) gibt und man bei Problemen nicht ganz alleine ist. Auch kursieren für die verschiedensten Einsatzzwecke Codeschnipsel, die man möglicherweise verwenden kann und man muss das Rad nicht neu erfinden.
Das war mir wichtig, weil es mein erstes Arduino-Projekt ist.
Leider fand ich unerwartet wenig Beispielscode aus vergleichbaren Projekten, der mir verständlich war.
Deshalb erzählt mir bitte nicht, dass man das eleganter hätte coden können. Ich bin froh, dass ich das so hinbekommen habe.

Grundsätzlich bekommt man das Arduino-Programm von hier: http://arduino.cc/en/Main/Software.
Das gibt es für alle Betriebssysteme.
Ich unterstelle mal, dass die Mehrheit Windows benutzt, deshalb hier Hinweise zur Installation auf Englisch: http://arduino.cc/en/Guide/Windows

Ich denke, damit bekommt man die Installation schon hin. Ist nicht soo schwer.

Mit der Arduino-Software werden bereits die wichtigsten libraries, also Bibliotheken, als Grundausstattung mitgeliefert.
Wenn man allerdings weitere libraries benötigt, muss man die von Hand im Installations-Ordner der Arduino.exe in den Unterordner libraries einkopieren.

Mein Sketch benutzt folgende libraries:

AFMotor.h
IRremote.h
Streaming.h
Wire.h
LiquidCrystal_I2C.h

Wegen der unterschiedlichen Fundstellen habe ich mich entschlossen, die benötigten libraries einfach gesammelt bereitzustellen.
Sonst kann es bei der Verwendung anderer, vielleicht auch namensgleicher libraries dazu kommen, dass mein Programm aus irgendwelchen Gründen nicht richtig funktioniert. Das möchte ich vermeiden.
Zum Thema, wie ich die Daten bereitstellen kann, habe ich mir auch Gedanken gemacht.

Die Dateiformate hier im Board sind auf Grafikformate und pdf beschränkt, deshalb habe ich die Dateien gezippt und am Ende als .pdf umbenannt.
Sie werden wie pdf-Dateien angezeigt, lassen sich aber natürlich mit dem AdobeReader nicht öffnen.
Also herunterladen, umbenennen und die Endung .pdf löschen. Dann hat man wieder die gepackte Zip-Datei.
Die libraries.zip entpacken und in den Unterordner libraries einkopieren.

Ich hoffe mal, unsere Board-Admins hauen mich nicht, weil ich damit irgendwelche Board-Regeln missachtet habe.....


Mit dem Arduino-Sketch Makroshooter.zip habe ich es genauso gemacht. Der muss auch heruntergeladen und umbenannt werden (.pdf entfernen), dann einfach entpacken. Die Zip-Datei enthält 2 Versionen des Sketches.
Eine Version ist als Test benannt, die andere als Echt.
Der Unterschied ist, dass die Wartezeiten für das Auslösen in der Test-Version auskommentiert sind und deshalb die simulierten Auslösungen deutlich schneller ablaufen. Sonst hat man immer das Problem, dass man zu lange warten muss, da normalerweise bis zur Auslösung der Kamera die ganze durch den Motor bewegte Konstruktion ja wieder "zur Ruhe" kommen muss, sonst verwackeln die Bilder.

Deshalb probiere ich immer mit der "Test"-Version.

Ich gehe jetzt in der weiteren Beschreibung davon aus, dass die Arduino-Umgebung installiert ist.
Dievon mir bereitgestellten libraries sind in den Unterordner libraries entpackt.
Der Arduino Uno ist mit USB-Kabel angeschlossen.
Der Sketch "Makroshooter_V1_4Display16_2_Test.ino" ist geöffnet.

Beim Klicken des grünen Hakens im Arduino-Programm kommt wie im Bild "Kompilierung abgeschlossen" (Bild1).

Beim Klicken des grünen Pfeil rechts im Arduino-Programm kommt wie im Bild "Upload abgeschlossen" (Bild2).

Dann der erste Test nach der Überspielung des Sketches auf den Arduino: das Display muss melden "Macroshoot Start Schrittweite 1".

Dann beginnt das erste individuelle Problem: die eigene (Universal-)Fernbedienung anpassen.
Wie der Sketch zu bearbeiten ist, erkläre ich demnächst.

Wie steht es bis jetzt mit der Verständlichkeit? Zu kurz? Zu langatmig?
Ich brauche ein bisschen Feedback....
 

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Bei mir klappt der Download problemlos. Geniale Idee mit der angehängten Dateierweiterung :D Umbenennen, entpacken - funzt!
Deine Anleitung ist gut verständlich geschrieben und übersichtlich strukturiert.
Weiter so! (y)
Und vielen Dank für Deine Mühe!
 
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